JPH0642645A - シール部材 - Google Patents
シール部材Info
- Publication number
- JPH0642645A JPH0642645A JP5124156A JP12415693A JPH0642645A JP H0642645 A JPH0642645 A JP H0642645A JP 5124156 A JP5124156 A JP 5124156A JP 12415693 A JP12415693 A JP 12415693A JP H0642645 A JPH0642645 A JP H0642645A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- coating layer
- seal member
- friction
- contact surface
- Prior art date
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- Granted
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
- F16J15/0806—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing characterised by material or surface treatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長期間の使用においても経時的な変形が最少
に抑えられ、機械要素の接触面の間の気密を良好に保持
すること。 【構成】 それぞれの接触面５、６の間に装着されるシ
ール部材１によって２つの機械要素２、３を締付ける。
このシール部材１の摩擦は一方の接触面と接する面が他
の接触面と接する面よりも大きい値を有する。シール部
材１の摩擦を大きくする面にはコーティングを施して摩
擦強化コーティング層を形成する。このコーティング層
はカーバイドのような硬いセラミックス微粒子をマトリ
ックスに含侵させたセラミックス・金属複合材料によっ
て形成される。この摩擦強化コーティング層によってシ
ール部材１は機械要素２、３の一方の接触面に固着す
る。
に抑えられ、機械要素の接触面の間の気密を良好に保持
すること。 【構成】 それぞれの接触面５、６の間に装着されるシ
ール部材１によって２つの機械要素２、３を締付ける。
このシール部材１の摩擦は一方の接触面と接する面が他
の接触面と接する面よりも大きい値を有する。シール部
材１の摩擦を大きくする面にはコーティングを施して摩
擦強化コーティング層を形成する。このコーティング層
はカーバイドのような硬いセラミックス微粒子をマトリ
ックスに含侵させたセラミックス・金属複合材料によっ
て形成される。この摩擦強化コーティング層によってシ
ール部材１は機械要素２、３の一方の接触面に固着す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄系材料からなる２つの
機械要素の接触面の間の気密を保持するために使用され
るシール部材に関する。
機械要素の接触面の間の気密を保持するために使用され
るシール部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】独国公開特許３８０４４３６号明細書は
エンジンブロックとシリンダヘッドとの間の接触面に装
着されるシール部材について詳しく述べている。軟質材
料からなるこのシール部材は燃焼室に接する面をＵ字状
のリングに倣って縁を仕上げたものである。
エンジンブロックとシリンダヘッドとの間の接触面に装
着されるシール部材について詳しく述べている。軟質材
料からなるこのシール部材は燃焼室に接する面をＵ字状
のリングに倣って縁を仕上げたものである。
【０００３】材料の組み合わせはシリコンを基材とし
て、エラストマを含侵させたものである。これはエンジ
ンの回転中、燃焼ガスの漏洩を抑えるのに非常に効果的
である。シール部材の縁の仕上げを必要とするこの構成
はシリコン基材とエラストマの結びつきを弱める難点が
ある。
て、エラストマを含侵させたものである。これはエンジ
ンの回転中、燃焼ガスの漏洩を抑えるのに非常に効果的
である。シール部材の縁の仕上げを必要とするこの構成
はシリコン基材とエラストマの結びつきを弱める難点が
ある。
【０００４】このエラストマの含侵はシール部材をエン
ジンブロックおよびシリンダヘッドの間に装着したと
き、双方の接触面に対する摩擦を少し強めることにな
り、接触面の間に何も装着せず、接触面同士を密着させ
ておくよりは、シール部材が気密保持のためにより好ま
しく働く。
ジンブロックおよびシリンダヘッドの間に装着したと
き、双方の接触面に対する摩擦を少し強めることにな
り、接触面の間に何も装着せず、接触面同士を密着させ
ておくよりは、シール部材が気密保持のためにより好ま
しく働く。
【０００５】ところで、シール部材は機械要素、エンジ
ン部品、管路の機械部品など組立において接触面間で気
密性を要求される場合に広く使用されている。
ン部品、管路の機械部品など組立において接触面間で気
密性を要求される場合に広く使用されている。
【０００６】各分野に共通していえることは、一定期間
使われたシール部材は、それ単独で補修あるいは交換す
ることを想定する場合が多いが、長期にわたり点検しな
くても完全に機能が保たれることの方がより重要であ
る。
使われたシール部材は、それ単独で補修あるいは交換す
ることを想定する場合が多いが、長期にわたり点検しな
くても完全に機能が保たれることの方がより重要であ
る。
【０００７】特に、固定された２つの機械要素の間で形
状が異なる場合、寸法上の差異が大きい場合あるいは機
械要素が異なる材料で作られる場合、外部からの作用力
によって要素間に僅かにずれを生じることがある。これ
は作用力が双方の要素に加えられたとき、要素に与えら
れた特有の性質からそれぞれが一様には反応せず、独自
の動きを呈することによるものである。
状が異なる場合、寸法上の差異が大きい場合あるいは機
械要素が異なる材料で作られる場合、外部からの作用力
によって要素間に僅かにずれを生じることがある。これ
は作用力が双方の要素に加えられたとき、要素に与えら
れた特有の性質からそれぞれが一様には反応せず、独自
の動きを呈することによるものである。
【０００８】特に、２つの機械要素が接触面間に大きな
力を生じる熱的負荷にさらされる場合に、双方の要素の
熱膨張による変位が妨げられると、こうした状況が発生
する可能性がある。
力を生じる熱的負荷にさらされる場合に、双方の要素の
熱膨張による変位が妨げられると、こうした状況が発生
する可能性がある。
【０００９】そこで、２つの機械要素は接触面を平らに
保って相手の変位に対し僅かに滑ることができるように
構成するのが一般的である。
保って相手の変位に対し僅かに滑ることができるように
構成するのが一般的である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】大形ディーゼルエンジ
ンで長期にわたり使用されたシールリングに経時的変形
が起こることが経験されている。このシールリングはシ
リンダカバーとシリンダ隔壁部材との間に装着されたも
ので、シリンダカバーおよびシリンダ隔壁部材と接する
面が経時的な変形から燃焼室方向あるいは外側にはみ出
してくる。
ンで長期にわたり使用されたシールリングに経時的変形
が起こることが経験されている。このシールリングはシ
リンダカバーとシリンダ隔壁部材との間に装着されたも
ので、シリンダカバーおよびシリンダ隔壁部材と接する
面が経時的な変形から燃焼室方向あるいは外側にはみ出
してくる。
【００１１】一般に、こうしたはみ出しが起こると、機
械部品に損傷が発生したり、漏洩する流体により周囲が
汚染されるなどの不都合を伴なうため、その都度シール
部材は交換を迫られ、機械の分解が早められることにな
る。
械部品に損傷が発生したり、漏洩する流体により周囲が
汚染されるなどの不都合を伴なうため、その都度シール
部材は交換を迫られ、機械の分解が早められることにな
る。
【００１２】そこで、本発明の目的は長期間の使用にお
いても経時的な変形が最小に抑えられ、機械要素の接触
面の間の気密を良好に保持することのできるシール部材
を提供することにある。
いても経時的な変形が最小に抑えられ、機械要素の接触
面の間の気密を良好に保持することのできるシール部材
を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は鉄系材料からなる２つの機械要素の接触面の
間に接触面における気密を保持するようにいずれか一方
の面を接触面と接して設けられ、基材部を軟質鋼を用い
て構成されるシール部材において、シール部材の接触面
と接する面に鉄系材料よりも硬い微粒子を含む摩擦強化
コーティング層を備えることを特徴とするものである。
に本発明は鉄系材料からなる２つの機械要素の接触面の
間に接触面における気密を保持するようにいずれか一方
の面を接触面と接して設けられ、基材部を軟質鋼を用い
て構成されるシール部材において、シール部材の接触面
と接する面に鉄系材料よりも硬い微粒子を含む摩擦強化
コーティング層を備えることを特徴とするものである。
【００１４】また、本発明は隣接する他の機械要素に固
く結合されると共に、シール部材のいずれか一方の面と
接するほぼ平らな接触面を有する機械要素において、接
触面に鉄系材料よりも硬い微粒子を含む摩擦強化コーテ
ィング層を備えることを特徴とするものである。
く結合されると共に、シール部材のいずれか一方の面と
接するほぼ平らな接触面を有する機械要素において、接
触面に鉄系材料よりも硬い微粒子を含む摩擦強化コーテ
ィング層を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】シール部材とこれに接する２つの接触面との間
で摩擦が異なる値を示すとき、摩擦が小さい方の接触面
ではシール部材が滑り、摩擦が大きい方の接触面ではシ
ール部材が固着された状態になる。
で摩擦が異なる値を示すとき、摩擦が小さい方の接触面
ではシール部材が滑り、摩擦が大きい方の接触面ではシ
ール部材が固着された状態になる。
【００１６】このため、シール部材の変位は固着側の機
械要素（一の要素という）に接する面が一の要素の動き
に追従するために大きくなり、これに対して滑り側の機
械要素（他の要素という）と接する面では変位がかなり
少ない。
械要素（一の要素という）に接する面が一の要素の動き
に追従するために大きくなり、これに対して滑り側の機
械要素（他の要素という）と接する面では変位がかなり
少ない。
【００１７】双方の機械要素にもたらされる応力によっ
て一の要素の接触面に前後の動きが生じたとき、一の要
素が前方へ変位する間、固着状態にあるシール部材は、
一の要素に追従して動き、永久変形を生じることがな
い。一方その後の後方への変位中は、他の要素との間に
滑りを生じ、そこに固着して硬直するのを免れることが
できる。
て一の要素の接触面に前後の動きが生じたとき、一の要
素が前方へ変位する間、固着状態にあるシール部材は、
一の要素に追従して動き、永久変形を生じることがな
い。一方その後の後方への変位中は、他の要素との間に
滑りを生じ、そこに固着して硬直するのを免れることが
できる。
【００１８】シール部材の双方の面で異なる摩擦を与え
るには固着側の接触面と接する面に対し、摩擦強化コー
ティング層を形成する。
るには固着側の接触面と接する面に対し、摩擦強化コー
ティング層を形成する。
【００１９】この摩擦強化コーティング層の形成におい
ては相対的に大きい機械要素に施すよりも、取扱いが容
易なシール部材にコーティングを施すのがよい。
ては相対的に大きい機械要素に施すよりも、取扱いが容
易なシール部材にコーティングを施すのがよい。
【００２０】シール部材と機械要素との間で摩擦係数が
約０．２程度異なるとき、摩擦を抑制するためのコーテ
ィングを施すよりも、これを強化する摩擦強化コーティ
ング層を形成するのがよい。この方法により必要とする
大きい摩擦差を得ることができる。
約０．２程度異なるとき、摩擦を抑制するためのコーテ
ィングを施すよりも、これを強化する摩擦強化コーティ
ング層を形成するのがよい。この方法により必要とする
大きい摩擦差を得ることができる。
【００２１】この摩擦強化コーティング層には機械要素
の鉄系材料よりも硬い微粒子を含んでいる。シール部材
に作用する締付力で機械要素の接触面にこの微粒子をく
い込ませ、接触面に対するシール部材の固着力を強化す
る。シール部材および機械要素を構成する基材と比較し
て微粒子を充分に硬しており、長期間使用された後も微
粒子は平らにならず、あるいは角が落ちて丸くならな
い。
の鉄系材料よりも硬い微粒子を含んでいる。シール部材
に作用する締付力で機械要素の接触面にこの微粒子をく
い込ませ、接触面に対するシール部材の固着力を強化す
る。シール部材および機械要素を構成する基材と比較し
て微粒子を充分に硬しており、長期間使用された後も微
粒子は平らにならず、あるいは角が落ちて丸くならな
い。
【００２２】この摩擦強化コーティング層は、好ましく
は金属マトリックスに含侵される少なくとも重量パーセ
ントで２０％のカーバイド、窒化ボロンあるいは酸化ア
ルミニウムを含むようにする。
は金属マトリックスに含侵される少なくとも重量パーセ
ントで２０％のカーバイド、窒化ボロンあるいは酸化ア
ルミニウムを含むようにする。
【００２３】これらはいずれも鋼あるいは鋳鉄などの鉄
系材料の接触面に接する面の摩擦を強化するために使用
する。
系材料の接触面に接する面の摩擦を強化するために使用
する。
【００２４】摩擦強化コーティング層に含侵される硬い
カーバイド、窒化ボロンあるいは酸化アルミニウムを２
０％よりも少なくした場合、シール部材の基材に微粒子
が埋まり、長期間の使用を経た後に摩擦を強化した効果
が徐々に弱まるため、２０％を下限とする。
カーバイド、窒化ボロンあるいは酸化アルミニウムを２
０％よりも少なくした場合、シール部材の基材に微粒子
が埋まり、長期間の使用を経た後に摩擦を強化した効果
が徐々に弱まるため、２０％を下限とする。
【００２５】摩擦強化コーティング層の形成においては
プラズマスプレー法を用いるならば微粒子の分散を図る
ことができ、特に好ましい。硬い微粒子はプラズマアー
ク中では溶融することがなく、マトリックス材料はこの
とき溶融状態ですみずみを満たすことができる。この方
法は比較的大きい微粒子を含んでいる薄いマトリックス
を広く付着させ、極く粗いコーティング層を得ることが
できる。
プラズマスプレー法を用いるならば微粒子の分散を図る
ことができ、特に好ましい。硬い微粒子はプラズマアー
ク中では溶融することがなく、マトリックス材料はこの
とき溶融状態ですみずみを満たすことができる。この方
法は比較的大きい微粒子を含んでいる薄いマトリックス
を広く付着させ、極く粗いコーティング層を得ることが
できる。
【００２６】本発明によるシール部材は内燃エンジンに
組込まれるシリンダカバーおよびシリンダ隔壁部材の双
方の接触面に装着するシールリングとして用いることが
できる。エンジンは運転中、加熱されており、停止した
後は冷却される。このとき、熱膨張、収縮のためにシリ
ンダカバーはシリンダ隔壁部材に対して半径方向に僅か
に滑りながら動く。
組込まれるシリンダカバーおよびシリンダ隔壁部材の双
方の接触面に装着するシールリングとして用いることが
できる。エンジンは運転中、加熱されており、停止した
後は冷却される。このとき、熱膨張、収縮のためにシリ
ンダカバーはシリンダ隔壁部材に対して半径方向に僅か
に滑りながら動く。
【００２７】たとえば、ピストン直径が９０cmに及ぶ大
容量の内燃エンジンではシールリングはシリンダカバー
の締付けに伴なう強大な圧力にさらされる。エンジン運
転中、シリンダカバーとシリンダ隔壁部材との相対的変
位が生じたとき、軸方向に負荷された荷重のためにシー
ルリングに永久変形を生じる。
容量の内燃エンジンではシールリングはシリンダカバー
の締付けに伴なう強大な圧力にさらされる。エンジン運
転中、シリンダカバーとシリンダ隔壁部材との相対的変
位が生じたとき、軸方向に負荷された荷重のためにシー
ルリングに永久変形を生じる。
【００２８】本発明によるシール部材はこうしたシール
リングに適用したとき多大な効果がある。
リングに適用したとき多大な効果がある。
【００２９】
【実施例】図１に本発明に係るシール部材としてのシー
ルリング１を示す。このシールリング１は２つの機械要
素、すなわちシリンダカバー２とシリンダライナ３との
間の気密を保持している。ディーゼルエンジンに使用さ
れるこのシリンダカバー２およびシリンダライナ３は共
にピストン（図示せず）、燃焼室４の境界を定めてい
る。
ルリング１を示す。このシールリング１は２つの機械要
素、すなわちシリンダカバー２とシリンダライナ３との
間の気密を保持している。ディーゼルエンジンに使用さ
れるこのシリンダカバー２およびシリンダライナ３は共
にピストン（図示せず）、燃焼室４の境界を定めてい
る。
【００３０】シールリング１の上面はシリンダカバー２
の下端となる接触面５と接しており、また下面はシリン
ダライナ３の上端領域で上に向いている接触面６と接し
ている。シリンダカバー２はボルト（図示せず）を用い
てそこに作用する上向きの力の最大値よりも大きな締付
力をもっでシリンダライナ３に固定されている。この締
付力はシールリング１を通してシリンダカバー２からシ
リンダライナ３に伝わるために、シールリング１にはシ
リンダ軸方向に過大な応力が生じる。
の下端となる接触面５と接しており、また下面はシリン
ダライナ３の上端領域で上に向いている接触面６と接し
ている。シリンダカバー２はボルト（図示せず）を用い
てそこに作用する上向きの力の最大値よりも大きな締付
力をもっでシリンダライナ３に固定されている。この締
付力はシールリング１を通してシリンダカバー２からシ
リンダライナ３に伝わるために、シールリング１にはシ
リンダ軸方向に過大な応力が生じる。
【００３１】シールリング１の厚さは比較的薄いもの
で、図２に示すように形は環状で、外周に３個の突出部
７を有する。この突出部７にはシリンダライナ３の垂直
面９（図１参照）に当ててシールリング１の位置決めを
行なう外縁端８を形成している。また、シールリング１
の上面あるいは下面にはシリンダカバー２あるいはシリ
ンダライナ３のいずれか一方にシールリング１を固着状
態にする摩擦強化コーティング層を形成している。この
摩擦強化コーティング層は接触面５、６のいずれか一方
に施すことも可能である。しかし、望ましくは重さがあ
り、形状も大きいシリンダカバー２あるいはシリンダラ
イナ３よりも軽くて、取扱いの容易なシールリング１に
対して施す。
で、図２に示すように形は環状で、外周に３個の突出部
７を有する。この突出部７にはシリンダライナ３の垂直
面９（図１参照）に当ててシールリング１の位置決めを
行なう外縁端８を形成している。また、シールリング１
の上面あるいは下面にはシリンダカバー２あるいはシリ
ンダライナ３のいずれか一方にシールリング１を固着状
態にする摩擦強化コーティング層を形成している。この
摩擦強化コーティング層は接触面５、６のいずれか一方
に施すことも可能である。しかし、望ましくは重さがあ
り、形状も大きいシリンダカバー２あるいはシリンダラ
イナ３よりも軽くて、取扱いの容易なシールリング１に
対して施す。
【００３２】このコーティングの施工においてはセラミ
ックス・金属複合材料を用いるプラズマスプレー法を適
用する。この試験の結果はすべてにおいて良好であるこ
とが確認されている。複合材料の組合わせはマトリック
スが比較的軟質の金属（硬さ２００〜５００ＨＶ）で、
そこに３０から４０μｍまでの粒子径を有するセラミッ
クスが分散して含まれる。
ックス・金属複合材料を用いるプラズマスプレー法を適
用する。この試験の結果はすべてにおいて良好であるこ
とが確認されている。複合材料の組合わせはマトリック
スが比較的軟質の金属（硬さ２００〜５００ＨＶ）で、
そこに３０から４０μｍまでの粒子径を有するセラミッ
クスが分散して含まれる。
【００３３】セラミックス材料としてはクロムカーバイ
ド、窒化ボロンおよび酸化タングステンあるいは酸化ア
ルミニウムを使用することができ、硬さはいずれも１０
００ＨＶ以上とすることができる。
ド、窒化ボロンおよび酸化タングステンあるいは酸化ア
ルミニウムを使用することができ、硬さはいずれも１０
００ＨＶ以上とすることができる。
【００３４】ここでは、クロムカーバイドおよび窒化ボ
ロンは燃焼生成物が侵入することに対しても耐性を示す
ので、より好ましい。
ロンは燃焼生成物が侵入することに対しても耐性を示す
ので、より好ましい。
【００３５】摩擦力を比較する実験をセラミックス・金
属複合材料でコーティングを施したブロックを用いて実
施した。比較のために同じ実験をコーティングを施さな
いブロックにも行なった。
属複合材料でコーティングを施したブロックを用いて実
施した。比較のために同じ実験をコーティングを施さな
いブロックにも行なった。
【００３６】鋼製のブロックにプラズマスプレー法を用
いてセラミックス・金属複合材料のコーティングを施
す。材料名はダロスピストンリング社（スウェーデン国
法人）の製品名ＰＭ２０で、プラズマスプレー用として
粉末材料にしたものを用いる。この粒子径は約１４０メ
ッシュ±３０μｍで、カーバイド粒子は約１８９０℃の
融点を持っている。
いてセラミックス・金属複合材料のコーティングを施
す。材料名はダロスピストンリング社（スウェーデン国
法人）の製品名ＰＭ２０で、プラズマスプレー用として
粉末材料にしたものを用いる。この粒子径は約１４０メ
ッシュ±３０μｍで、カーバイド粒子は約１８９０℃の
融点を持っている。
【００３７】ブロックにはプラズマスプレー装置を用い
て厚さ５／１００mmの層を２層に重ねて付着させ、最終
的にコーティング層の厚さが６０から１４０μｍまでの
ブロックを得た。ブロックへのコーティングは２個の横
向きのブロックの中央に置かれたブロックの双方の側面
に施した。摩擦力を調べる実験は、横向きのブロックは
中央のブロックに力Ｎをもって押し付け、さらに、中央
のブロックと横向きのブロックとの接触面と平行な力Ｔ
を加えて中央のブロックを動かす方法を用いた。
て厚さ５／１００mmの層を２層に重ねて付着させ、最終
的にコーティング層の厚さが６０から１４０μｍまでの
ブロックを得た。ブロックへのコーティングは２個の横
向きのブロックの中央に置かれたブロックの双方の側面
に施した。摩擦力を調べる実験は、横向きのブロックは
中央のブロックに力Ｎをもって押し付け、さらに、中央
のブロックと横向きのブロックとの接触面と平行な力Ｔ
を加えて中央のブロックを動かす方法を用いた。
【００３８】中央のブロックが横向きのブロックに対し
て動き始める前の力Ｔを測り、それを記録した。
て動き始める前の力Ｔを測り、それを記録した。
【００３９】実験は押し付け力Ｎを変えて繰り返し実施
した。
した。
【００４０】図３に測定結果を示している。力Ｎを横軸
に表わし、力Ｔ／２を縦軸に示している。力Ｔは横向き
の２つのブロックの接触面に等しく配分されると仮定し
た。
に表わし、力Ｔ／２を縦軸に示している。力Ｔは横向き
の２つのブロックの接触面に等しく配分されると仮定し
た。
【００４１】図３は測定値の平均値に基づいており、実
線で表示した値は接触面の摩擦係数μである。
線で表示した値は接触面の摩擦係数μである。
【００４２】直線Ａはブロックが動き始める前の力Ｔ／
２と平均値に基づいており、静摩擦係数μｓを表わす。
２と平均値に基づいており、静摩擦係数μｓを表わす。
【００４３】鋼表面と接する面に形成したコーティング
層の静摩擦係数はμｓ＝３５となる。比較のために中央
のブロックに何もコーティングしていないものの実験も
行なった。この実験で得られた測定値を図３に示してお
り、低い値のゾーンに示される。この直線Ｂは静摩擦係
数μｓの平均値で、μｓ＝１５となっている。
層の静摩擦係数はμｓ＝３５となる。比較のために中央
のブロックに何もコーティングしていないものの実験も
行なった。この実験で得られた測定値を図３に示してお
り、低い値のゾーンに示される。この直線Ｂは静摩擦係
数μｓの平均値で、μｓ＝１５となっている。
【００４４】上記の実験結果を比較すると、摩擦強化コ
ーティング層を形成したものが約２．３だけ摩擦係数の
増加があることが判る。
ーティング層を形成したものが約２．３だけ摩擦係数の
増加があることが判る。
【００４５】上記の実験のほか、ニッケルで同様のブロ
ックを製作し、同じ実験を行なった。
ックを製作し、同じ実験を行なった。
【００４６】すべての測定結果を次の表１にまとめてい
る。
る。
【００４７】
【表１】 表１からセラミックス・金属複合材料で形成されるコー
ティング層は鋼との間に接触を保って滑るとき、高い摩
擦係数が与えられることが判る。この種の複合材料から
なるコーティング層はシール部材の一方の面に摩擦強化
コーティング層を形成して使用する場合に特に適する。
ティング層は鋼との間に接触を保って滑るとき、高い摩
擦係数が与えられることが判る。この種の複合材料から
なるコーティング層はシール部材の一方の面に摩擦強化
コーティング層を形成して使用する場合に特に適する。
【００４８】さらに、ニッケルによる２つの接触面が係
わるものではおよそ静摩擦係数μｓ＝０．２９が与えら
れ、鋼による接触面が係わるものと比較して約２倍の高
い値を示すことが判る。
わるものではおよそ静摩擦係数μｓ＝０．２９が与えら
れ、鋼による接触面が係わるものと比較して約２倍の高
い値を示すことが判る。
【００４９】したがって、機械要素が接する部分で相手
の接触面にコーティングを施さないで、シール部材およ
びそのシール部材を装着する機械要素の一方の接触面だ
けにニッケルのコーティングを施すことも可能である。
の接触面にコーティングを施さないで、シール部材およ
びそのシール部材を装着する機械要素の一方の接触面だ
けにニッケルのコーティングを施すことも可能である。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明はシール部材
の一方の機械要素との接触面に、あるいは機械要素の一
方のシール部材との接触面に鉄系材料よりも硬い微粒子
を含む摩擦強化コーティング層を形成したので、摩擦を
大きくした一方の接触面と接する方ではシール部材を固
着でき、他の接触面と接する方ではシール部材を滑らせ
ることができる。
の一方の機械要素との接触面に、あるいは機械要素の一
方のシール部材との接触面に鉄系材料よりも硬い微粒子
を含む摩擦強化コーティング層を形成したので、摩擦を
大きくした一方の接触面と接する方ではシール部材を固
着でき、他の接触面と接する方ではシール部材を滑らせ
ることができる。
【００５１】したがって、本発明によれば長期にわたる
使用においてもシール部材の変形を最小に抑えることが
でき、気密が良好に保持されるという優れた効果を奏す
る。
使用においてもシール部材の変形を最小に抑えることが
でき、気密が良好に保持されるという優れた効果を奏す
る。
【図１】本発明に係るシール部材をシリンダカバーとシ
リンダライナとの間に装着したところの断面図。
リンダライナとの間に装着したところの断面図。
【図２】図１に示されるシール部材の平面図。
【図３】本発明によるシール部材の摩擦状態を従来技術
によるシール部材と対比して示す線図。
によるシール部材と対比して示す線図。
１ シールリング ２ シリンダカバー ３ シリンダライナ ４ 燃焼室 ５、６ 接触面
Claims (7)
- 【請求項１】鉄系材料からなる２つの機械要素の接触面
の間に該接触面における気密を保持するようにいずれか
一方の面を前記接触面と接して設けられ、基材部を軟質
鋼を用いて構成されるシール部材において、前記シール
部材の該接触面と接する面に鉄系材料よりも硬い微粒子
を含む摩擦強化コーティング層を備えることを特徴とす
るシール部材。 - 【請求項２】前記コーティング層が金属マトリックスに
含侵される少なくとも重量パーセントで２０％のカーバ
イド、窒化ボロンあるいは酸化アルミニウムを含むこと
を特徴とする請求項１記載のシール部材。 - 【請求項３】前記コーティング層を該シール部材の一方
の面にプラズマスプレーによって形成したことを特徴と
する請求項１または２記載のシール部材。 - 【請求項４】前記シール部材が内燃エンジンに組込まれ
るシリンダカバーおよびシリンダ隔壁部材の双方の接触
面間に装着されるシールリングであることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシール部材。 - 【請求項５】隣接する他の機械要素に固く結合されると
共に、シール部材のいずれか一方の面と接するほぼ平ら
な接触面を有する機械要素において、前記接触面に鉄系
材料よりも硬い微粒子を含む摩擦強化コーティング層を
備えることを特徴とする機械要素。 - 【請求項６】前記コーティング層が金属マトリックスに
含侵される少なくとも重量パーセントで２０％のカーバ
イド、窒化ボロンまたは酸化アルミニウムを含むことを
特徴とする請求項５記載の機械要素。 - 【請求項７】前記コーティング層を前記機械要素の接触
面にプラズマスプレーによって形成したことを特徴とす
る請求項５または６記載の機械要素。
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